共振腔内激波聚焦起爆爆震波机理研究

爆震波起爆技术是脉冲爆震发动机研究中的核心技术和难点。利用激波在共振腔内反射聚焦产生的局部高温、高压区诱导可燃气体点火形成爆震波，是爆震波起爆方式研究的一个重要发展方向，已成为脉冲爆震发动机研究领域的国际性热点问题之一。本项目通过对两相、预燃条件下共振腔内激波聚焦起爆爆震波的机理和物理化学过程的研究，探索共振腔内激波聚焦起爆和循环爆震的机理与控制方法，建立物理化学过程的数值仿真模型和方法；在此基础上，进行共振腔内激波聚焦起爆爆震波的原理性、基础性实验，研究共振腔型面、结构尺寸，环形喷口射流的几何尺寸、射流入射角度，进口压力、温度，富油混合气的活化成分对激波聚焦起爆特性的影响规律，突破激波聚焦起爆装置结构和气动设计、激波聚焦起爆控制等关键技术，为共振腔内激波聚焦起爆脉冲爆震发动机的工程化应用奠定基础。

爆震波起爆技术是脉冲爆震发动机研究中的核心技术和难点。利用激波在共振腔内反射聚焦产生的局部高温、高压区诱导可燃气体点火形成爆震波，是爆震波起爆方式研究的一个重要发展方向，已成为脉冲爆震发动机研究领域的国际性热点问题之一。. 本项目通过对两相、预燃条件下共振腔内激波聚焦起爆爆震波过程的性能计算、数值模拟和原理性实验研究，获得了混合气体燃烧中爆震波特性参数的变化规律和激波聚焦起爆脉冲爆震发动机的飞行性能；数值分析了共振腔内激波聚焦起爆爆震波过程的演化以及环形射流的初始压力、温度、入射角度等气动参数和共振腔、环形喷口、喷管形式等结构几何参数对激波聚焦起爆爆震波过程的影响；设计、建立了矩形喷口欠膨胀超声速射流对撞实验系统并开展了原理性实验研究，在不同的射流压力和喷口间距下，得到了四种典型的啸音模式和激波结构及其变化规律；设计、建立了激波反射聚焦二维冷态实验系统并开展了原理性实验研究，获得了共振腔内激波反射聚焦的频率；设计、加工了轴向入射和径向入射平面激波反射聚焦实验器并开展了原理性实验研究，得到了不同入射平面激波反射聚焦过程流场纹影图像及其变化规律；设计、建立了暂冲式激波聚焦起爆实验系统并开展了原理性实验研究，设计了火焰离子探针系统，在一定的条件下实现了单次激波聚焦起爆爆震波，并测得了爆震波的压力和速度；设计、建立了激波聚焦起爆三维热态实验系统并开展了原理性实验研究，初步掌握了激波聚焦起爆装置结构和气动设计、激波聚焦起爆控制等关键技术，为激波聚焦起爆脉冲爆震发动机的工程化应用奠定了一定的基础。